激光熔覆Ni/Cr3C2复合涂层的冲蚀磨损性能

利用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、Ｘ光能谱仪以及浆罐冲 蚀磨损试验研究了２Ｃｒ１３不锈钢表面激光熔覆Ｎｉ／５０％Ｃｒ３Ｃ２复合涂层的组织和冲蚀磨损性能。     

Cr_3C_2对激光熔覆Ni合金层组织和性能的影响

使用2kW连续波CO2激光器在45号钢表面激光熔覆Ni合金层及Ni合金中添加50％Cr3C2复合粉的复合涂层,并分析两种激光熔覆层的物相、组织和显微硬度。结果表明,在Ni基合金中添加50％Cr3C2复合粉,采用激光功率1．7kw、扫描速度5mm／s、光斑直径3mm的激光工艺熔覆,可获得良好的激光熔覆层;Ni／50％Cr3C2复合涂层的组织明显比Ni合金层的组织细化,其硬度达950～1200HV,比Ni合金层的显微硬度提高350～400HV。     

激光工艺参数对Ni/Cr_3C_2复合涂层稀释率的影响

激光熔覆层的稀释率是决定熔覆层性能的重要参数。预置涂层厚度、激光功率和扫描速度对稀释率有很大影响，其中预置涂层厚度是决定复合涂层稀释率的最主要因素，预置涂层厚度越大，在基材表面形成“热屏蔽”效应越大，吸收的热量越多，则稀释率越低。涂层的稀释率随着激光功率的增大而增大，随着激光扫描速度的增大而减小，稀释率和激光工艺参数之间的关系可通过与能量密度之间的关系来综合描述。对于激光熔覆Ni／50％Cr3C2复合涂层，只有稀释率不超过10％时，才能保证涂层的性能，使涂层和基体之间形成良好的冶金结合。     

2Cr13不锈钢表面激光熔覆Ni合金层的研究

通过扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、Ｘ光能谱仪、显微硬度计研究了２Ｃｒ１３不锈钢表面激光熔覆Ｎｉ合金层的组织,并分析热处理对Ｎｉ合金层组织和显微硬度的影响。结果表明：Ｎｉ合金层由下至上可分为平面晶区,胞状晶区及枝晶区。激光熔覆Ｎｉ合金层后熔覆层的显微硬度由２３０ＨＶ提高到５００－７００ＨＶ,热处理后Ｎｉ合金层的组织较热处理前细化,其显微硬度高达８５０－１１２０ＨＶ。     

金属间化合物对Cu基复合熔覆层磨损性能的影响

为了系统研究铜合金涂层中Fe含量对其微观组织和力学性能的影响,采用自制铜合金粉末在6061铝合金上进行激光熔覆试验,即在6061铝合金表面熔覆了不同Fe含量的铜基复合熔覆层。试验结果显示,不同Fe含量的熔敷层组织从底层到表面分别为平面晶体、柱状晶、胞状晶和等轴晶;合金涂层由AlCuNi、AlNi和金属间化合物相组成（即:FeAl和Fe3Al）。研究表明,熔敷层硬度和耐磨性随着FeAl和Fe3Al相含量的增加而相应提高,当w（Fe）=15%时,熔敷层的耐磨性达到最佳值。     

激光熔覆Ni60合金涂层裂纹控制研究

为了减少激光熔覆层中裂纹的产生,采用激光熔覆技术在42Cr Mo钢表面制备Ni60熔覆层,通过对熔覆层显微组织、物相以及能谱分析来探究裂纹形成机理,同时还研究了不同激光功率和预热温度对裂纹的影响。研究表明,熔覆层主要由γ-(Fe,Ni)、Fe_0.64Ni_0.36和M₂₃C₆组成,基体与熔覆层之间的热物理性质、温度梯度以及熔覆层的硬质相分布等都会对裂纹数量和长度产生影响;随着激光功率和预热温度的提高,熔覆层中裂纹的数量和长度均有一定改善。研究结果可为激光熔覆Ni基合金裂纹控制提供参考依据。     

激光熔覆工艺参数对铅青铜熔覆层微观组织及性能影响

为了探索不同激光工艺参数对铅青铜熔覆层成形质量的影响,采用激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备铅青铜熔覆层,并分析了熔覆层微观组织、硬度和减磨性能。结果表明,激光功率240 W、扫描速度5 mm/min为最优工艺参数,采用此工艺参数制备出的铅青铜熔覆层成形质量良好,组织致密、无气孔裂纹;铅青铜熔覆层组织主要由马氏体、α-Cu固溶体、CrMo₃S₄、Pb相组成;熔覆层平均硬度为334HV_0.1;熔覆层试样的磨损类型为黏着磨损和磨粒磨损的复合磨损形式。     

激光熔覆制备镍基选择性吸收涂层的研究

针对太阳能选择性吸收涂层成分及制备技术进行创新性研究,利用SYSWELD软件对镍基涂层熔覆温度场进行研究,通过对不同工艺参数模拟得到的温度场比较分析,得到合理的工艺参数为:激光功率P=900 W,扫描速度V=3 mm/s,光斑直径D=3 mm.利用激光熔覆技术,在316不锈钢基体上制备了镍基金属陶瓷单层涂层.研究表明,...     

激光熔覆金属陶瓷柱塞的研制

油田注水用高压柱塞泵柱塞服役工况恶劣,常用的喷焊Ni60+镍包WC金属陶瓷柱塞因涂层中及涂层与基体界面存在微观空隙和裂纹,易造成涂层块状剥落甚至大面积剥落,使涂层的设计性能未能充分发挥。研制的激光熔覆金属陶瓷柱塞,熔覆合金的优化组分是：C-Si-B-Re共晶合金粉末中加入30%WC粉末和25%TiC粉末;激光器窗口输出功率为2000～2400W,聚焦光斑直径35mm,扫描速度015～020m/min,扫描带搭接系数为03～04。现场试验表明,激光熔覆金属陶瓷柱塞的平均使用寿命达2700h,是喷焊柱塞的4～6倍。     

激光合成金属陶瓷抽油泵柱塞耐磨减磨机理

针对抽油泵泵筒与柱塞存在着严重的磨损和腐蚀失效问题,采用激光熔覆原位合成技术,制备了耐磨减磨耐蚀的金属陶瓷TiC/Ni复合涂层。借助于EPMA分析和磨损试验,研究了Mo对TiC/Ni涂层磨损性能的影响。研究结果表明,涂层中加入5%Mo,TiC晶粒细化,组织的均匀性改善,硬度和耐磨性提高,摩擦因数降低;加入10%Mo,TiC晶粒粗大,硬度和耐磨性下降。在TiC/Ni涂层中,Mo分别与TiC相和γ-Ni相扩散固溶,在TiC颗粒周围形成(Ti,Mo)C固溶体环形相,可以提高陶瓷相的界面结合力。熔覆层的耐磨机制为增强相的抗磨作用,磨损形貌为短而浅的犁沟。     

合金元素对Q345钢表面Cu基熔覆层组织及性能的影响

为了提高Q345钢的表面耐磨性以及得到性能优良的铜/钢复合材料,设计了两种Cu-Ni-Cr-C系金属粉芯焊丝,采用GTAW熔覆方法制备了两种铜基熔覆层,并利用SEM、EDS、硬度和摩擦磨损试验对熔覆层的组织和性能进行了研究。试验结果表明:两种熔覆层的基体组织均为Cu-Fe-Ni-Cr固溶体,并由于成分的差异在液相分离作用下产生了不同的析出相。其中,1#熔覆层的析出相主要为粗大的富Fe相,2#熔覆层的析出相以细小的富Cr相为主。两种熔覆层均与Q345钢基体达到了冶金结合,Cu、Cr、Ni、Fe元素在界面处均发生了一定的扩散。另外,得益于固溶强化和第二相强化作用,两种熔覆层的硬度均接近Q345钢基体,且2#熔覆层的硬度高于1#熔覆层,这与析出相的种类和尺寸有关。两种熔覆层均表现出了较好的耐磨性,其中2#熔覆层的摩擦系数略低于1#熔覆层,且磨损量与1#相比大大减少,表明其耐磨性更优。     

冷喷镍中间层铝/钢电阻点焊接头组织及力学性能

针对6061-T6铝合金和DP600双相钢的电阻点焊,焊前采用冷喷涂方法在铝合金母材待焊表面制备镍中间层,焊接时在电极和铝合金间添加低碳钢板辅助工艺垫片。借助金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和万能试验机,研究了点焊接头的组织、力学性能及镍层的作用机理。结果表明,接头界面明显,铝合金侧和钢侧分别形成了鼓状和椭圆形熔核。铝合金侧熔核近熔核线区为树枝晶,熔核中心为等轴晶;双相钢侧热影响区为马氏体和铁素体,熔核中心为较粗大的板条状马氏体。镍中间层可在一定程度上阻止焊接过程中Al-Fe的互扩散,抑制Al-Fe金属间化合物的形成,界面金属间化合物层厚度小于2 μm,接头平均拉剪力达5.17 kN。     

Nb对激光熔覆Fe45Mn30Co10Cr10Nb5高熵合金层组织与性能的影响

在304L不锈钢表面采用激光熔覆法制备了Fe50-xMn30Co10Cr10Nbx（x=0, 5）高熵合金熔覆层,通过添加Nb元素和不添加Nb元素进行对比试验,研究Nb元素对于熔覆层组织和性能的影响。研究表明,采用激光熔覆法制备的高熵合金熔覆层顶部为细小的等轴晶,而靠近基体部分则为柱状晶;Nb元素的加入能够促进Laves相产生,提高了高熵合金熔覆层的硬度和耐磨性,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层的硬度最高可达357.6HV0.05,约为Fe50Mn30Co10Cr10熔覆层最大硬度的1.2倍,Fe45Mn30Co10Cr10Nb5熔覆层磨损失重相比Fe50Mn30Co10Cr10减少约27%。研究结果可为提高304L不锈钢表面性能提供一定的试验依据。     

烟机轮盘与叶片冲蚀区激光熔铸修复

介绍了激光仿形熔铸修复与重建加工技术在烟机轮盘与叶片上的应用,与其它敷层修复技术相比,这种高新技术在修复烟机轮盘与叶片上具有明显的经济性和实用性     

激光功率对19Cr双相不锈钢焊接接头组织及性能的影响

针对具有TRIP效应19Cr经济型双相不锈钢,采用不同激光功率的激光自熔焊开展了焊接对比试验,并对焊缝的宏观形貌、微观组织、力学性能和腐蚀性能进行分析。分析结果显示,焊缝正面宏观外貌的平整度随着激光功率的升高先升高后降低,激光功率为1 000 W、1 050 W和1 100 W时焊缝成形较好;在焊缝处奥氏体相含量相对于母材含量较少,奥氏体含量的变化随着激光功率的变化先减少再增加,激光功率为1 000 W时,焊缝处奥氏体含量最少;激光功率为700 W、1 000 W和1 300 W时焊缝处的平均硬度值为220HV0.1,母材处的平均硬度值为370HV0.1;激光功率为500 W、1 000 W 和1 300 W的焊接接头电化学测试中,1 000 W的不锈钢焊接接头的自腐蚀电流密度最低,点蚀电位最高。研究表明,激光功率为1 000 W焊接时,19Cr双相不锈钢焊缝成形性最好,焊缝处显微硬度最低,且具有较好的耐腐蚀性能。     

TC4钛合金激光焊接接头组织及耐蚀性研究

采用光纤激光器对4 mm TC4板材进行对接试验,研究了焊接接头各个区域的组织特点、硬度变化及耐蚀性差异,探究显微组织对硬度及耐蚀性的影响。研究表明,焊接接头焊缝截面形貌为T形,存在少量气孔。焊缝存在粗大的原β柱状晶,晶内组织为细小的马氏体α′相;熔合线附近观察到贯穿热影响区和焊缝的原β柱状晶;热影响区组织为等轴晶,晶内组织为马氏体α′相、少量原始α相和原始β相。焊接接头的显微硬度从母材到焊缝呈现逐渐增加的趋势,至焊缝中心达到最高,约为母材的1.78倍。焊缝显微硬度也存在差异,从焊缝顶端至焊缝底端呈现不断下降的趋势。电化学测试结果表明,焊缝的Rct值分别是母材和热影响区的4.32倍和2.58倍,且具有最高的自腐蚀电位和最小的电流密度,表征为最优耐蚀性。